[发明专利]一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置及其应用

说明书

本发明公开了一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置及其应用，属于粉体分级领域。所述超声波雾化分级装置，包括超声波雾化装置，溶液入口，溶液出口，氮气入口和氮气出口；所述溶液入口后装有液哨分散装置，所述液哨分散装置包括安装孔板的管道和安装簧片的管道，两部分管道通过法兰连接；所述氮气出口前装有硅粉收集装置；所述超声波雾化装置的容器内壁上安装有液位传感器和换能器，所述换能器的数目为4～6个且均匀安装在同一高度上。本发明提供的超声波雾化分级装置采用超声波雾化分级的方式对亚微米级硅粉进行分级，解决了目前常规分级方式中分级时间长、精度低、工艺复杂等问题，并对原料进行分散处理，进而提高超声雾化分级的分级效率。

技术领域

本发明属于粉体分级领域，尤其涉及一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置及其应用。

背景技术

目前球磨后制造的硅粉粒径存在微米级(粒度直径为1.0～5.0μm)和亚微米级(粒度直径为100nm～1.0μm)两个尺度，为了进一步提升产品的性能，需要将亚微米级硅粉从硅粉中分离出来，这个过程叫做对硅粉进行亚微米级分级。目前已知对硅粉分级的方式包括离心分级、微孔过滤、湿式静电分级、旋流器分级等，但是，这些分级方式存在以下缺点：

1.对亚微米颗粒分级时的密度梯度不明显。采用离心分级后的颗粒粒径可达到40-60μm之间，旋流器分级后的颗粒粒径可达到1.7μm左右，可见，离心分级和旋流器分级的分级精度低，无法满足亚微米颗粒分级的要求。

2.工艺复杂，过程不连续。采用微孔过滤的方法分级得到的颗粒粒径可达到0.1-20μm，但是分级过程中颗粒容易堵塞微孔，造成分级过程常常中断更换滤纸，因此分级无法连续进行，严重影响分级效率。

3.分级效率低，耗时长。采用湿式静电分级后颗粒粒径可达0.1-0.4μm，但是，由于颗粒在溶液中运动缓慢，分级时间需要4-8h，耗时长。

发明内容

本发明所要解决的问题是：解决现有技术对粉料进行亚微米级分级中存在的工艺复杂、分级效率低、耗时长和不连续等问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种亚微米级粉末的超声波雾化分级装置，包括超声波雾化装置1、溶液入口6、氮气入口4、溶液出口7、粉料收集装置2和氮气出口3；所述超声波雾化装置1分为上、中、下三部分，上部为锥形，中部为圆筒形，下部为锥形或者圆筒形，超声波雾化装置1包括换能器120、反应槽130、隔离板140、筒状隔离板150，所述换能器120和反应槽130安装在超声波雾化装置1的中部的内壁上，所述换能器120和反应槽130的数目为4～6个且均匀安装在超声波雾化装置1的中部的同一高度，所述反应槽130与换能器120一一对应，反应槽130设在换能器120外围且上部敞口；筒状隔离板150竖直固定在在超声波雾化装置1中部且和超声波雾化装置1同轴，筒状隔离板150的最底端的高度低于反应槽130最高处；所述超声波雾化装置1下部安装有隔离板140，所述隔离板140上开有小孔；

溶液入口6通过液哨分散装置5与溶液管道8连接，所述溶液管道8与超声波雾化装置1连接并深入超声波雾化装置1的内部与每个反应槽130的底部相通；氮气入口4与超声波雾化装置1连接且位于溶液入口6下方；所述氮气出口3通过粉料收集装置2与超声波雾化装置1的顶部连接，所述溶液出口7位于超声波雾化装置1的底部。

在本发明的一种实施方式中，所述换能器120的安装角度与水平面夹角为60～70°。

在本发明的一种实施方式中，所述反应槽130的最高处高于换能器5-10cm处。

在本发明的一种实施方式中，所述超声波雾化装置1的上、中、下三部分的高度比为：6～10:19～25:4～6。

在本发明的一种实施方式中，所述超声波雾化装置1的上部的锥形的角度为35-40°，当超声波雾化装置1的下部为锥形时，则下部的锥形的角度为20-25°。